李文霞

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用

1.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與產(chǎn)品展示

如圖1所示，演示者手持產(chǎn)品卡片、手冊(cè)或者包裝盒，將電腦上的視頻攝像頭對(duì)著印刷品頁(yè)面上相應(yīng)的產(chǎn)品，電腦上就會(huì)呈現(xiàn)相應(yīng)的三維演示，這種在平面印刷品上疊加展品的三維虛擬模型或動(dòng)畫，通過(guò)顯示設(shè)備呈現(xiàn)，以獨(dú)特的觀賞體驗(yàn)吸引用戶深入了解產(chǎn)品。借助展館內(nèi)可控并便于調(diào)整的環(huán)境，和傳統(tǒng)的實(shí)物加信息板的展示方式相比，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于產(chǎn)品展示中，使得展現(xiàn)形式生動(dòng)又豐富，貼近自然的人機(jī)交互體驗(yàn)，為產(chǎn)品發(fā)布會(huì)、展覽會(huì)帶來(lái)了全新的方式。國(guó)際眾多知名品牌，包括寶馬汽車、通用電氣、樂(lè)高玩具等都在利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品宣傳等商業(yè)活動(dòng)。

2.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與廣告

當(dāng)今普普通通的電視廣告、網(wǎng)絡(luò)貼片廣告已經(jīng)無(wú)法像以前那樣吸引人們的注意力了，廣告主急需一個(gè)更能令自身品牌的產(chǎn)品和消費(fèi)者產(chǎn)生近距離互動(dòng)的“新平臺(tái)”。如圖2所示為吉百利巧克力的一段包裝廣告，將手機(jī)攝像頭或者其他移動(dòng)設(shè)備的攝像頭對(duì)準(zhǔn)吉百利的外包裝上的圖片，該軟件就能自動(dòng)搜索識(shí)別其包裝圖片，之后自動(dòng)生成能與用戶進(jìn)行互動(dòng)的小游戲。這款由品牌和包裝觸發(fā)的官方增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲?qū)崿F(xiàn)了消費(fèi)者與品牌的互動(dòng)，不但增強(qiáng)品牌識(shí)別度，而且更能擴(kuò)大該品牌的影響力。

此外，很多產(chǎn)品都是被封裝在包裝盒內(nèi)的，消費(fèi)者一般會(huì)觀看該款產(chǎn)品再?zèng)Q定是否購(gòu)買，但是不付費(fèi)又不能打開其外包裝，那么面對(duì)這一問(wèn)題，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)便能很方便地解決，如圖3所示，利用跟蹤攝像頭和任意一個(gè)顯示屏幕，我們便可以不必打開包裝而去體驗(yàn)到產(chǎn)品的外觀等特征。

3.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與出版物

通過(guò)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合，傳統(tǒng)的平面出版物也將進(jìn)入互動(dòng)的多媒體時(shí)代，讀者們面對(duì)的將不再是枯燥的文字與圖片，一個(gè)個(gè)逼真、生動(dòng)的三維立體形象，在光影、音效的襯托下活靈活現(xiàn)地展示在眼前，我們將真正體驗(yàn)到交互閱讀的樂(lè)趣，如圖4是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教材中的一個(gè)應(yīng)用。推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)入實(shí)景體驗(yàn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將科普教育提升到一個(gè)全新的階段，豐富多彩的天文、地理、生物知識(shí)不再是課件上的簡(jiǎn)單圖片，而是可以實(shí)時(shí)互動(dòng)的三維模型；危險(xiǎn)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)在家里就可以安全的操作。此外，科研人員能夠借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)便捷地進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)與遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)寫作，從而低成本、高效率地不斷創(chuàng)造出新的研究成果。

Esquire時(shí)尚雜志通過(guò)與數(shù)字技術(shù)服務(wù)公司Barbarian集團(tuán)合作，應(yīng)用增強(qiáng)技術(shù)使得能夠與讀者進(jìn)行互動(dòng)的雜志得到實(shí)現(xiàn)。通過(guò)掃描AR標(biāo)記就能看到相應(yīng)的動(dòng)態(tài)圖片、講解視頻、網(wǎng)絡(luò)鏈接以及可以與讀者互動(dòng)的虛擬世界，帶給讀者前所未有的閱讀體驗(yàn)。Crossfy是巴西一家初創(chuàng)公司，它能提供“印刷品的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality for Print）”。該公司已經(jīng)與一家巴西媒體合作，推出了它所說(shuō)的“世界上第一份液晶屏幕報(bào)紙”。

4.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與海報(bào)

隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的多樣化，影視界也開始把目光投向這一部分，《靈魂戰(zhàn)車》的電影海報(bào)便利用了這種方式，通過(guò)將攝像頭對(duì)準(zhǔn)海報(bào)，顯示屏上就會(huì)呈現(xiàn)該部電影的精彩預(yù)告。例如，美國(guó)大片《Now you see me》也與blippar合作，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備通過(guò)掃描印刷品的海報(bào)獲得電影的預(yù)告片片段。這不僅能夠?yàn)橄M(fèi)者提供便捷，也為傳媒人士提供了一種更有效的宣傳手段。值得一提的是，在掃描等待預(yù)告片彈出的過(guò)程中，紙牌像魔術(shù)般四面散開的動(dòng)態(tài)效果處理地恰到好處，令人印象深刻。除了電影海報(bào)外，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)還可以應(yīng)用在交通路牌、名片上，都取得了較好的效果。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維注冊(cè)的特點(diǎn)，其識(shí)別技術(shù)包括基于視覺(jué)標(biāo)記的和基于自然特征的。在印刷中應(yīng)用的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)一般采用前者，即通過(guò)設(shè)備中裝有的第三方軟件，比如blippar，然后將自己的設(shè)備包括PC機(jī)、智能手機(jī)或者平板電腦上的攝像頭對(duì)準(zhǔn)印刷品上的圖片或者其他標(biāo)識(shí)物，相應(yīng)的軟件就會(huì)自動(dòng)搜索識(shí)別該標(biāo)識(shí)物，搜索完畢后就會(huì)在屏幕中顯示各種生動(dòng)的內(nèi)容，包括視頻、音頻、三維模型等，其過(guò)程如圖6所示。在這個(gè)過(guò)程中主要涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、多媒體技術(shù)、交互技術(shù)等，其中標(biāo)志物、三維注冊(cè)技術(shù)和顯示技術(shù)是整個(gè)印刷品增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)效果好與壞的關(guān)鍵。

標(biāo)志物

在跟蹤注冊(cè)過(guò)程中，將標(biāo)記預(yù)先放置在真實(shí)場(chǎng)景中，對(duì)攝像機(jī)捕捉到的視頻幀進(jìn)行標(biāo)記檢測(cè)，因此要使設(shè)備能夠呈現(xiàn)出虛擬事物，前提是印刷品上必須有標(biāo)識(shí)物。不同圖案的標(biāo)識(shí)物有不同的識(shí)別速度與方法、不同的準(zhǔn)確率與復(fù)雜性。當(dāng)前的人工標(biāo)識(shí)一般采用規(guī)則的、便于計(jì)算機(jī)識(shí)別的黑白平面標(biāo)記，即黑色正方形邊框包圍易識(shí)別的多邊形白色填充。通過(guò)提取正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上含有標(biāo)志物的位移和旋轉(zhuǎn)信息，只要識(shí)別四個(gè)頂點(diǎn)和圖案，就能完成注冊(cè)。目前常見(jiàn)的標(biāo)記有ARTookit標(biāo)記、ARTag標(biāo)記、ARTookitPlus標(biāo)記、APSTudio標(biāo)記和Visual Code標(biāo)記等。

三維注冊(cè)技術(shù)

創(chuàng)建增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵是進(jìn)行精確的三維跟蹤注冊(cè)，從而使周圍世界真實(shí)場(chǎng)景與計(jì)算機(jī)生成的增強(qiáng)信息相融合?；谟?jì)算機(jī)視覺(jué)的跟蹤注冊(cè)是給定一幅或多幅圖像，標(biāo)定攝像機(jī)與目標(biāo)間的相對(duì)位置和方向?；谝曈X(jué)跟蹤的方法可以分為對(duì)已知單幅圖像中三個(gè)或三個(gè)以上匹配點(diǎn)進(jìn)行跟蹤，從運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)拍攝到的序列圖像或是從拍攝到的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)序列圖像進(jìn)行跟蹤及基于單幅圖形的模板匹配的方法等。

顯示技術(shù)

典型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用除了上述技術(shù)外，還依賴于設(shè)備的顯示技術(shù)，為了達(dá)到逼真的虛實(shí)融合的展示效果，高效率的顯示技術(shù)和顯示設(shè)備是必不可少的。目前，應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件顯示設(shè)備，除了一般的PC機(jī)顯示屏幕外，還有頭戴式可視設(shè)備（Head Mount Display），即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中廣泛應(yīng)用的穿透式HMD。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，移動(dòng)設(shè)備在硬件方面性能的提升，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在移動(dòng)設(shè)備中的應(yīng)用越來(lái)越多。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將虛擬信息融合到真實(shí)世界中，其用途已經(jīng)從科學(xué)技術(shù)研究的最前沿?cái)U(kuò)展到了商業(yè)、科技、娛樂(lè)、營(yíng)銷和教育等各個(gè)領(lǐng)域。印刷品在這些領(lǐng)域也都有應(yīng)用，通過(guò)將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與印刷品結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于這些領(lǐng)域，將使得印刷品不再是僅僅依靠簡(jiǎn)單的圖片和文字吸引人們，而能通過(guò)與用戶互動(dòng)，讓用戶看到文字圖片以外更多的信息。相信在不久的將來(lái)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在印刷中的應(yīng)用將會(huì)有更廣闊的前景。endprint